1、生物医学研究的统计方法,第一章 绪 论,主讲：施学忠 EMAIL: 公共卫生学院卫生统计学教研室,生物医学研究中的统计方法 第1章,教学计划,知识模块： 基础篇 应用篇 专题篇,生物医学研究中的统计方法 第1章,教学内容,为什么要学习医学统计学？ 统计学的概念及发展简史 生物医学数据的来源与类型 常用的基本概念 统计工作的基本步骤 统计思想 如何学习统计学？,生物医学研究中的统计方法 第1章,为什么要学习统计学？,采用统计学方法，发现不确定现象背后隐藏的规律。 相同父母所生的子女为什么身高、体重各不相同？ 同一个教室里的学生学习成绩为什么各有千秋？ 采用同样的药物治疗某病患者疗效为什么会有差
2、异？变异（variation）是社会和生物医学中的普遍现象，变异使得实验或观察的结果具有不确定性。,生物医学研究中的统计方法 第1章,为什么要学习医学统计学？,2. 用统计学思维方式考虑有关医学研究中的问题 “阳性”结果是否是虚假联系？某感冒药治疗1周后，治愈率为90%，能否说该感冒药十分有效？ “阴性”结果是否是样本含量不足导致？ 有人曾对发表在Lancet, N Engl J Med，JAMA等著名医学杂志上的71篇阴性结果的论文作过分析，发现其中有62篇（ 93%）可能是由于样本含量不足造成的假阴性。,生物医学研究中的统计方法 第1章,为什么要学习医学统计学？,3. 保证你的研究论文能通
3、过统计学审查 国内1984年对中华医学杂志、中华内科杂志、中华外科杂志、中华妇产科杂志、中华儿科杂志595篇论文的调查结果，相对数误用为11.2%，抽样方法误用15.9%，统计图表误用11.7%。某研究者1996年对4586篇论文统计（中华医学会系列杂志仅占6.9%），数据分析方法误用达55.7%。 国内外许多期刊对来稿都有统计学要求或有统计学教研室的证明。,生物医学研究中的统计方法 第1章,为什么要学习医学统计学？,案例1 两种药治疗同一种疾病患者，A药治疗5例，4例好转；B药治疗50例，36例好转。作者根据80%72%,认为A药疗效优于B药。请问其结论合理吗？为什么？应该如何？,未进行统计
4、学推断,生物医学研究中的统计方法 第1章,为什么要学习医学统计学？,案例2 某部队共有1 200人，在某段时间内患某病的人数有120人，其中男性114人，女性6人。某卫生员进行统计分析后说，经假设检验，该病的两性发病率（114/120=95%与6/120=5%）之间的差别有统计学意义，由此得出结论：“该病男性易得”。你对这个结论有何看法？若结论是错误的，那么，错误的实质是什么？,以构成比代率,生物医学研究中的统计方法 第1章,为什么要学习医学统计学？,案例3 结肠癌组织中canstatin mRNA的表达一文方法：标本取自 医院行手术治疗的结肠癌患者40例，从每例患者手术标本中分别取癌组织、癌
5、旁组织（肿块旁2 cm）和远癌组织（距肿块边缘5 cm以上）。,数据非独立，不能行 单因素方差分析,生物医学研究中的统计方法 第1章,案例4 探讨不同透析剂量（L：低剂量；M：中等剂量；S：标准剂量）对腹膜透析患者 TG（甘油三酯）, TC（总胆固醇），TF（转铁蛋白）等指标的影响，于透析后第二天采集患者血清，测得各指标含量如下：,为什么要学习医学统计学？,设计缺陷，未 考虑基线水平,生物医学研究中的统计方法 第1章,统计学的概念及发展简史,统计学(statistics)的概念：A science dealing with the collection, analysis, interpret
6、ation, and presentation of masses of numerical dataWebsters International Dictionary,生物医学研究中的统计方法 第1章,统计学的概念及发展简史,统计学(statistics)的概念：“The science and art of dealing with variation in data through collection, classification, and analysis in such a way as to obtain reliable results” John M. Last A Dic
7、tionary of Epidemiology,生物医学研究中的统计方法 第1章,统计学的概念及发展简史,统计学(statistics)的概念：统计学是应用概率论和数理统计的方法，研究数据的搜集、整理、分析与推断的学科，是认识世界的一种重要手段。根据研究领域和研究对象的不同，统计学又分为：数理统计学、经济统计学、生物统计学、医学统计学、卫生统计学,生物医学研究中的统计方法 第1章,一、 Laplace 的远见与Louis的实践 1.Pierre-Simon Laplace （1749-1827） 提出将概率论应用到医学领域中。,Pierre-Simon Laplace,统计学的概念及发展简史,
8、生物医学研究中的统计方法 第1章,2. Pierre-Charles-Alexandre Louis（1787-1872） 强调用数据表达临床疗效。,Pierre-Charles-Alexandre Louis,生物医学研究中的统计方法 第1章,1.Francis Galton(1822-1911) 应用高斯的误差定律，描述数据 的分布和变异。,Francis Galton,二、统计学与医学统计学的开端,生物医学研究中的统计方法 第1章,2. Karl Pearson（1857-1936） 现代统计学之父，开创了统计方法学，将描 述性统计学改变为推断性统计学。 相关分析、2拟合优度检验 Maj
9、or Greenwood Raymond Pearl,二、统计学与医学统计学的开端,Karl Pearson,生物医学研究中的统计方法 第1章,三、从随机化对照临床试验到法制化,1.Ronald A. Fisher(1890-1962) 现代统计学的奠基人。提出减少 误差的三项原则。 主要贡献是利用随机化做实验， 统计分析和实验设计结合。,Ronald A. Fisher,生物医学研究中的统计方法 第1章,2.Austin Bradford Hill(1897-1991) 是现代临床试验的主要推动 者。主张医生的观察与统计设 计结合起来。,Austin Bradford Hill,生物医学研究
10、中的统计方法 第1章,统计学的概念及发展简史,多年以前统计学家也许会宣称，统计学是做数据列表的。如今的统计学家很可能说，统计学考虑的是面对不确定性时如何做决策。 斯坦福大学教授 chernoff 和Moses（ 1959年）,生物医学研究中的统计方法 第1章,生物医学数据的来源与类型,1. 原始统计数据的来源 常规保存记录：获取容易，数据相对可靠，但未必能完全满足特定研究的需要 医院信息系统、统计报表等 现场调查记录 实验记录 其他：公开发表的有关报告、人口普查数据、中国卫生统计年鉴,2. 实例,生物医学数据的来源与类型,生物医学研究中的统计方法 第1章,生物医学数据的来源与类型,3. 统计变
11、量的类型及相关概念 变量（variable）：就是反映个体特征或属性的量，如：,变量值(variable value)：变量的观察结果或测量值。,生物医学研究中的统计方法 第1章,生物医学数据的来源与类型,定量变量（数值变量）：其变量值是定量的，表现为数值的大小，一般有观察单位。 定性变量（分类变量）：表现为互不相容的类别或属性，可分为无序分类变量和有序分类变量（等级资料）两类。,观察单位observations 个体individuals,变量variables,Quantitative data 定量资料,Qualitative data 定性数据,Units；elements,生物医学研
12、究中的统计方法 第1章,无序分类变量：所分类别或属性之间无程度和顺序的差别。 二项分类：性别（男、女）；考试成绩（及格、不及格） 多项分类：血型（O、A、B、AB）；职业（工人、农民、教师等） 有序分类变量：各类别之间有程度的差别。教育水平（文盲、小学、中学、大专及以上）疾病严重程度（轻、中、重）化验结果（-、+、+、+）,生物医学数据的来源与类型,生物医学研究中的统计方法 第1章,练习题：判断下表中各变量的类型,生物医学研究中的统计方法 第1章,4. 变量的转化 变量的转化只能由信息多的方向向信息少的方向转化。,生物医学数据的来源与类型,生物医学研究中的统计方法 第1章,5. 变量的编码 定
13、量数据：直接录入原始数据。 定性数据：需进行编码（仅为一个数字代码，并无实际意义）后方可录入，否则不便于进一步运算。性别： 女（1），男（2）；血型： A(1), B(2), AB(3), O(4)化验结果 ：-（1）,+（2）,+（3）,+（4）,生物医学数据的来源与类型,生物医学研究中的统计方法 第1章,常用的基本概念,同质（homogeneity）与变异(variation) 总体(Population)和样本(Sample) 参数(Parameter)和统计量(Statistic) 误差（error） 概率(Probability),生物医学研究中的统计方法 第1章,一、 同质（hom
14、ogeneity）与变异(variation)严格地讲，同质（homogeneity）是指被研究指标的影响因素相同。但在医学研究中，有些影响因素往往是难以控制的（如遗传、营养等），甚至是未知的。因此，在实际工作中只有相对的同质。,常用的基本概念,生物医学研究中的统计方法 第1章,一、 同质（homogeneity）与变异(variation) 在统计学中可以把同质理解为对研究指标影响较大的、可以控制的主要因素相同。 如研究儿童的身高时，要求影响身高较大的、易控制的因素如性别、年龄、民族、地区要相同，而不易控制的遗传、营养等影响因素可以忽略。,常用的基本概念,生物医学研究中的统计方法 第1章,一
15、、 同质（homogeneity）与变异(variation)变异(variation):同质基础上的各观察单位间的差异称为变异。,常用的基本概念,生物医学研究中的统计方法 第1章,二、总体与样本,举例：2010年郑州市12岁健康女孩的身高情况,生物医学研究中的统计方法 第1章,总体：是根据研究目的所确定的同质观察对象的全体，或者说所有同质的某指标实测值的集合。,样本：根据随机化的原则从总体中抽取有代表性的部分观察单位，其变量实测值构成样本。,二、总体与样本,生物医学研究中的统计方法 第1章,有限总体,定义：总体是假想的，没有时间和空间限制，观察单位数无限。,总 体,定义：限定于特定的时间与空
16、间范围之内的有限个观察单位。,无限总体,举例：郑州大学2010年成年人的血压值,举例：高血压患者使用卡托普利后的血压值,Finite Population,Infinite Population,二、总体与样本,生物医学研究中的统计方法 第1章,样本含量：样本所包含个体或个体值的个数。,List of Individuals 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17,单纯随机抽样,二、总体与样本,生物医学研究中的统计方法 第1章,常用的基本概念,三、参数和统计量参数（parameter）：根据总体变量值统计计算出来的、描述总体特征的统计指标。统计量（s
17、tatistic）：根据样本变量值统计计算出来的、描述样本特征的统计指标。,生物医学研究中的统计方法 第1章,总体,样本,参数,统计量,s,p, 平均数, 标准差, 比 例,生物医学研究中的统计方法 第1章,常用的基本概念,四、误差（error）,生物医学研究中的统计方法 第1章,常用的基本概念,误差：指测量值和真实值之间的差别。 系统误差：是测量仪器或人为因素造成的，往往有方向性，可用准确度（accuracy）描述。 过失误差：由研究者的偶然失误造成。 随机抽样误差：在抽样研究中，因抽样造成的样本统计量与样本统计量、样本统计量与总体参数的差别。 随机测量误差：受测量工具精确度（precisi
18、on）的限制，重复测量获得的实际值并不能稳定在某一固定值，而是无方向地围绕某一值波动。,生物医学研究中的统计方法 第1章,常用的基本概念,五、概率是描述随机事件发生的可能性大小的一种度量，常用P表示。 0P1 随机事件P=1 必然事件P=0 不可能事件P0.05或 P0.01为小概率事件,生物医学研究中的统计方法 第1章,常用的基本概念,随机事件：事先无法预言其结果一定出现或一定不出现的事件，即在一定条件下具有多种可能发生的结果，而究竟发生那一个结果不能肯定，即为随机事件或偶然事件。如疾病的疗效、抛硬币试验等,生物医学研究中的统计方法 第1章,常用的基本概念,生物医学研究中的统计方法 第1章,
19、常用的基本概念,连续抛一枚硬币次，记录出现正面的次数。,当试验次数逐渐增大时，频率越来越接近于某一固定值。,生物医学研究中的统计方法 第1章,常用的基本概念,随着实验次数的增多，正面朝上这个事件发生的频率越来越稳定地接近0.5，我们就把0.5作为这个事件的概率。 在一般情况下，随机事件的概率p是不可能准确得到的。通常以试验次数n充分大时随机事件A的频率作为该随机事件概率的近似值。即 P（A）=pm/n （n充分大）,生物医学研究中的统计方法 第1章,统计工作的基本步骤,统计设计(Statistical Design)搜集资料(collection of data ）整理资料(sorting d
20、ata ） 分析资料（ analysis of data ）,生物医学研究中的统计方法 第1章,统计工作的基本步骤,设计：是统计工作的先导和依据，其任务是对全过程（搜集资料、整理资料和分析资料）有一个全面的设想。包括专业设计和统计设计。,生物医学研究中的统计方法 第1章,Fisher 在他的著作中多次强调，统计学家与科学研究者的合作应该在实验设计阶段，而不是在需要数据处理的时候。 “试验完成后再找统计学家，无异于请统计学家为试验进行“尸体解剖”。 统计学家或许只能告诉你试验失败的原因。”,统计工作的基本步骤,生物医学研究中的统计方法 第1章,统计工作的基本步骤,统计设计的内容 1. 研究对象
21、如何选择研究对象？（代表性；随机性）选多少？（样本含量的估计）如何分组？（随机的原则） 2. 处理因素 3. 统计分析,生物医学研究中的统计方法 第1章,统计工作的基本步骤,搜集资料 任务：遵循统计学原理，按照设计要求，采取必要措施得到准确可靠的原始资料。 原则：及时、准确、完整。,生物医学研究中的统计方法 第1章,统计工作的基本步骤,整理资料 编码，将数据输入计算机 纠错改错、补漏等 根据研究目的将原始数据进行归纳、分组或计算,生物医学研究中的统计方法 第1章,统计工作的基本步骤,分析资料 目的是按照研究设计的要求，计算有关指标，反映数据的综合特征，阐明事物的内在联系和规律。 统计分析包括统
22、计描述（descriptive statistics）和统计推断（inferential statistics）。,生物医学研究中的统计方法 第1章,统计思想,19世纪预言家威尔斯曾经指出：“统计思想有朝一日将像读和写的能力一样，是每一个公民所必需具备的” 。 信息时代的今天， “世界运转在数据之上，而统计乃是其车轮”。 统计思想是统计工作中应树立的世界观和方法论，是在统计实际工作、统计学理论和应用研究中，必须遵循的基本理念和行动指南。,生物医学研究中的统计方法 第1章,统计思想,在定性分析的基础上更要注重定量分析（量化思想），在个案研究的基础上更要大量观察（总体思想）；既要看到平均水平也要分
23、析其变异趋势（均值与变异）；通过抽样研究进行估计推断并注意对事物间关联性进行分析（推断与关联）；最后所形成结论为概率结论，所以会犯型错误和型错误（概率思想）。,生物医学研究中的统计方法 第1章,如何学习统计学？,掌握基本知识、基本概念和基本方法 熟悉常用统计学符号及书写方法 了解统计设计与统计分析方法之间的关系，重视所选分析方法的应用条件 学会计算机统计软件的基本操作和统计结果的阅读、解释和研究报告的书写 不要过多思考公式的来源与推导 案例讨论和习题的实践要有行动,生物医学研究中的统计方法 第1章,实习,下载3 篇郑州大学学报（医学版）近2年发表的文献，分别说明文献中统计数据的类型。 要求：掌
24、握文献查阅及下载方法；下载的文献不重复；文献及答案雷同者不计成绩；将班级、姓名、学号及答案写在下载的论文上；1周内上交：；,生物医学研究中的统计方法 第1章,文献查阅步骤：,进入中国知网 http:/ http:/ 第1章,输入检索范围控制条件,生物医学研究中的统计方法 第1章,文献下载,生物医学研究中的统计方法 第1章,中国知网学术文献总库特色导航期刊大全(填写）检索词（郑州大学学报） 实习作业上交信箱： 温馨提示：建议外投稿件尽量引用郑州大学学报（医学版）的近2年发表的文献！,生物医学研究中的统计方法 第1章,人生要以统计思想为基础，以原则、原理为支点，努力形成动态、弹性和开放的情怀，但不要追求过分的完美和无缺，完美和无缺即使对于所谓的伟人也不可能。,【寄语】,生物医学研究中的统计方法 第1章,MAY YOU SUCCEED!,欲穷千里目 更上一层楼王之焕,
